135半导体基础知识-二极管.pptVIP

电子技术基础Fundamentals of Electronic Technique 电子技术基础？ “电子技术基础”是电类各专业的一门技术基础课。它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科。根据学科内容大的方面来划分，分为：模拟电子技术（Analog Electronics Technology)和数字电子技术（Digital Electronics Technology）。 电子技术难学吗？ 电子技术是一门实践性和应用性都很强的技术基础课。要求学生在学习时要很好地掌握基本概念、基本工作原理以及基本分析方法。 总的要求是：熟练掌握基本概念 课程主要内容、怎样安排？ 电子技术基础包括： 第一章：二极管及其应用 第二章：三极管及放大电路基础 第三章：常用放大器 第一章 半导体基础知识 晶体二极管 1.1 半导体物理基础知识 按导电性能的不同，物质可分为导体、绝缘体和半导体。 半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，并且会随温度、光照或掺入某些杂质而发生显著变化。 目前用来制造电子器件的材料主要是硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。 1.1.1 本征半导体 用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层 电子（价电子）都是四个。 1.3 半导体二极管 硅PN结的 约为 A 锗PN结的 约为 A 反向电流几乎全部由少子的漂移作用形成，其值 几乎与外加反向电压大小无关，故反向电流又称为 反向饱和电流，用 表示。 随温度的升高而增大，还与PN结面积 成正比的增大。 3. 伏安特性 为正值，且 （或 ）时 为负值，且 时 即为反向饱和电流 导通电压： 硅PN结 锗PN结 PN结伏安特性曲线 结论： PN结具有单向导电性 PN结加正向电压时， 形成较大正向电流ID， 呈现电阻小，导通； PN结加反向电压时， 形成的反向电流IS极 小，呈现电阻很大， 不导通（截止）； PN结伏安特性曲线 4. 温度特性 当温度升高时，PN结两边的热平衡少子浓度相应增加， 从而导致PN结的反向饱和电流IS增大。 实验结果表明： 温度每升高10℃，IS约增加一倍； VD(on)随温度升高而略有下降（温度每升高1℃，VD(on) 约减小2.5mV）。 当温度进一步增大，在极端情况下，本征激发占主要地位，杂质半导体变得与本征半导体类似，PN结就不存在了。 因此，PN结正常工作的最高温度： Si：150～200℃、Ge：75～100℃ 图示 温度对PN结伏安特性曲线的影响 5. 电容特性： PN结除了电流随电压变化（伏安特性）的非线性电阻特性之外，还具有电荷量随电压变化的（伏库特性）非线性电容特性。 PN结的结等效电容Cj分为：垫垒电容CT和扩散电容Cd 1. 势垒电容 PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。 2. 扩散电容 PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd。 结电容： 结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性！ 1.3 晶体二极管 晶体二极管是由PN结加上电极引线和管壳构成的。 晶体二极管结构示意图 晶体二极管电路符号 二极管 = PN结 + 管壳 + 引线 N P 结构 符号 阳极 + 阴极 - 一、二极管的几种常见结构 (1) 点接触型二极管 PN结面积小，结电容小， 用于检波和变频等高频电路。 (3) 平面型二极管 用于集成电路制造工艺中。 PN 结面积可大可小，用 于高频整流和开关电路中。 (2) 面接触型二极管 PN结面积大，用 于低频大电流整流电路。 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下： 2AP9 用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N型Si， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。 1.3.1 二极管的组成 将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。 点接触型： 结面积小，结电容小 故结允许的电流小 最高工